CN107079082A - 用于摄像机模块的具有灰尘阻挡件的自动对焦致动器单元 - Google Patents
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Abstract
自动对焦致动器单元包括：透镜承载件(LC)，其可滑动地接纳在固定的壳体框架(HF)内以用于由致动器提供的往复移动，壳体框架(HF)由设有开口(BPO)的底板(BP)承载，该开口与由透镜承载件(LC)承载的一个或多个透镜对应，并且其中灰尘阻挡件(DB)朝向透镜承载件(LC)突出并且具有这样的高度以便在透镜承载件(LC)的整个行程上保持与透镜承载件(LC)的竖直交叠。
Description
本发明涉及用于摄像机模块诸如并入行动电话等的摄像机模块中的自动对焦致动器单元，并且具体地涉及设有灰尘阻挡件的致动器单元。
已知现有技术的摄像机模块诸如图1和图2所示的摄像机模块，基本上由具有被放置在摄像机模块上面的致动器单元AU的传感器单元SU组成，“上面”是由形成图像的入射光所达到的面。更具体地，传感器单元SU包括承载图像传感器IS(例如CCD、CMOS等)的基板S以及基部B，基部B具有图像传感器IS之上的开口BO，红外截止滤光片IRF被布置在开口BO中以防止图像传感器IS接收红外波长的光并且以将传感器单元SU密封。
致动器单元AU包括设有对应开口BPO的并且承载壳体框架HF的底板BP、承载一个或多个透镜L的透镜承载件LC，透镜L被可滑动地接收以用于在固定的壳体框架HF内的往复移动。该往复移动能够例如由电磁致动器或由包括形状记忆合金(SMA)致动构件的致动器来提供，并且移动行程被限制于底板BP与紧固在其上的屏蔽容器SC之间，屏蔽容器形成致动器单元AU的外壳。
这样的摄像机模块结构的缺点在于，当透镜承载件LC被提升用于对焦在宏观面上时，致动器单元AU内侧的灰尘能够通过开口BPO沿着路径(由箭头指示)达到滤光片IRF，该路径在透镜承载件LC与周围元件即壳体框架HF与底板BP之间打开，因此在由图像传感器IS记录的图像上造成缺陷。应注意的是，就本发明的上下文中，“灰尘”意指可以由于任何原因而存在的任何外来的颗粒，例如由制造过程留下或由部件在相对移动中的磨损造成的尘土。
US 7525096通过提供旨在保护IR截止滤光片免于灰尘的“屏障构件”来处理此问题，屏障构件的三个实施例被说明为：
-例如环氧树脂的突出环，其形成在滤光片的周边部分中；
-突出部分，其形成在基部的环绕布置有滤光片的开口的顶表面上；或者
-沟槽，其形成在基部的环绕布置有滤光片的开口的顶表面上。
然而，这样的布置并不完全令人满意，而仍有一些缺点，原因如下：
-屏障构件无法防止打开灰尘的路径，而仅用作朝向滤光片的障碍物，由此，摄像机模块可以被使用者移动导致灰尘翻越障碍物并且达到滤光片；
-屏障构件形成在滤光片上或在传感器单元的基部的顶表面上，由此，屏障构件在致动器单元的“下游”操作，然而屏障构件优选地是防止灰尘从致动器单元出来，而非试图使灰尘停止在至滤光片的路径上；以及
-屏障构件相对于基部的顶表面向上突出或者形成在该顶表面上，因而导致难以与致动器单元耦接，事实上，图示的摄像机模块不包括底板，并且壳体框架相对于屏障构件在外部直接地安装在基部上。
US 2005/116138公开了一种固态图像感测装置，而没有任何自动对焦能力也无任何致动器，其中，在执行对焦操作之后，透镜承载件通过热焊接被固定至壳体框架作为装置制造方法的步骤，然而无法在装置的使用期间改变焦点。透镜保持件通过螺纹耦接被安装在壳体框架上，优选地位于壳体框架的外侧，使得当在制造过程期间进行调焦时，在透镜承载件被转动时从螺纹出现的任何可能的灰尘将不会落在壳体框架内侧并且附着至红外滤光片。
因此，本发明的目的是提供一种自动对焦致动器单元，它克服了前述缺点。借助于自动对焦致动器单元实现此目的，该自动对焦致动器单元包括形成在底板的顶表面上的灰尘阻挡件，并且具有这样的高度以便在透镜承载件的整个行程上维持与透镜承载件的竖直交叠。其它有利的特征公开于从属权利要求中。
此新颖装置的主要优点在于，透镜承载件的移动不会打开至存在于致动器单元内侧的灰尘的路径，由此，灰尘无法离开该单元并且到达IR滤光片，而与摄像机模块的取向和移动无关。
本致动器单元的另一显著优点源自以下事实，即一旦已完成，则它基本上保持与传感器单元相同的密封，由此，更易于处理并且耦接两个密封单元，而当耦接时或在使用期间没有灰尘存在于它们之间的风险。
相对于前述的现有技术，此致动器单元的又一优点在于，明显地除了用于入射光的通道的开口之外，致动器单元允许沿着致动器和传感器单元的整个面对表面来耦接致动器和传感器单元，因此实现了更强的结构，并且IR滤光片也通过底板从上方牢固地紧固于它的座部中。
根据本发明的两个实施例的以下详细叙述，参考附图，根据本发明的具有灰尘阻挡件的自动对焦致动器单元的优点及特征对于本领域的技术人员而言将变得清楚，在附图中：
图1和图2是现有技术的摄像机模块的显示透镜承载件位于其两个行程端点位置中的示意性竖直剖视图；
图3和图4是类似于包括根据本发明的第一实施例的致动器单元的摄像机模块的前述部件的视图；以及
图5和图6是类似于根据本发明的第二实施例的致动器单元的前述部件的视图。
如先前所论及，定义“顶/底”、“竖直/水平”、“上/下”等仅是常规的，并且仅用于参考附图来描述本发明，清楚的是，致动器单元可在制造和使用期间被以任何方式定向，并且这些术语并非旨在限制性的。
图3和图4中所示的第一实施例不同于图1和图2中所示的现有技术，其中，灰尘阻挡件DB设置成在底板BP的顶表面上环绕透镜承载件LC。更具体地，该灰尘阻挡件DB朝向透镜承载件LC垂直地突出并且与透镜承载件LC邻近亦即充分地接近，以防止灰尘在它们之间通过(优选地处于包括在0.05毫米至0.5毫米之间的距离)，还足够高以即使当透镜承载件LC被一直移动以用于在宏观面上对焦时也维持与透镜承载件LC竖直交叠(图4)。
以这种方式，即使当透镜承载件LC最远离底板BP时，在透镜承载件LC的任何位置处也无法打开在致动器单元AU的内侧与外侧之间的路径，由此，该单元内侧的灰尘无法通过底板开口BPO达到IR截止滤光片IRF。
图5和图6中所示的第二实施例与图3和图4中所示的第一实施例不同，其中，灰尘阻挡件DB设置在底板BP的中央开口BPO的周围，由此，灰尘阻挡件DB被具有对应的底部凹部BR的透镜承载件LC覆盖并封闭。
换言之，在第一实施例中应用于透镜承载件LC的外侧的相同的新颖概念现在在第二实施例中应用于透镜承载件LC的内侧，使得虽然在透镜承载件LC的内侧，但是灰尘阻挡件DB总是与透镜承载件LC保持竖直交叠(图6)。
应注意的是，底部凹部BR优选地被定尺寸成允许透镜承载件LC紧靠在底板BP上，但该凹部也可以比灰尘阻挡件DB短(只要总维持竖直交叠即可)，由此，透镜承载件LC会紧靠在灰尘阻挡件DB的顶表面上，而非在底板BP上。
清楚的是，根据本发明的自动对焦致动器单元的上述和图示的实施例只是容许各种变型的示例。具体地，透镜承载件LC(可能具有底部凹部BR)和灰尘阻挡件DB的精确形状、尺寸和布置可以有所改变，只要在任何时候都保证灰尘阻挡件DB和透镜承载件LC的竖直交叠即可。例如，如在附图中所示的，灰尘阻挡件DB可以具有三角形而非长方形的截面，以及/或者灰尘阻挡件DB可以不垂直于底板BP，而是朝向透镜承载件LC(即在第一实施例中朝内而在第二实施例中朝外)倾斜。
此外，垫片可以设置在灰尘阻挡件DB与透镜承载件LC之间，以便实现防尘密封，同时可以将两个元件稍稍分开，以便防止例如由于不同的热膨胀而引起的任何可能的摩擦问题。此外，两个实施例可以结合，以便获得具有双灰尘阻挡件的更加防尘得多的单元。
Claims (10)
1.一种自动对焦致动器单元(AU)，包括：透镜承载件(LC)，其可滑动地接收在固定的壳体框架(HF)内以用于由致动器提供的往复移动，所述壳体框架(HF)由设有开口(BPO)的底板(BP)承载，所述开口与由所述透镜承载件(LC)承载的一个或多个透镜(L)对应，其特征在于，所述底板(BP)还设有从所述底板(BP)的顶表面朝向所述透镜承载件(LC)突出的灰尘阻挡件(DB)，所述灰尘阻挡件(DB)具有这样的高度以便在所述透镜承载件(LC)的整个行程上维持与所述透镜承载件(LC)竖直交叠。
2.根据权利要求1所述的自动对焦致动器单元(AU)，其特征在于，所述灰尘阻挡件(DB)和所述透镜承载件(LC)充分地接近，以防止灰尘在所述灰尘阻挡件(DB)与所述透镜承载件(LC)之间通过，优选地处于包括在0.05毫米至0.5毫米之间的距离。
3.根据权利要求1所述的自动对焦致动器单元(AU)，其特征在于，在所述灰尘阻挡件(DB)与所述透镜承载件(LC)之间设置垫片，所述垫片适合于实现防尘密封。
4.根据前述权利要求中任一项所述的自动对焦致动器单元(AU)，其特征在于，所述灰尘阻挡件(DB)位于所述透镜承载件(LC)的外侧。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的自动对焦致动器单元(AU)，其特征在于，所述灰尘阻挡件(DB)位于所述透镜承载件(LC)的具有对应的底部凹部(BR)的内侧。
6.根据权利要求5所述的自动对焦致动器单元(AU)，其特征在于，所述灰尘阻挡件(DB)设置成环绕所述底板(BP)的开口(BPO)。
7.根据权利要求5或6所述的自动对焦致动器单元(AU)，其特征在于，所述透镜承载件(LC)的底部凹部(BR)被定尺寸成允许所述透镜承载件(LC)紧靠在所述底板(BP)上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的自动对焦致动器单元(AU)，其特征在于，所述灰尘阻挡件(DB)垂直于所述底板(BP)突出。
9.根据前述权利要求中任一项所述的自动对焦致动器单元(AU)，其特征在于，所述自动对焦致动器单元(AU)包括被紧固在所述底板(BP)上的屏蔽容器(SC)，其形成所述致动器单元(AU)的外壳。
10.一种基本上由根据前述权利要求中任一项所述的致动器单元(AU)组成的摄像机模块，所述致动器单元(AU)放置在传感器单元(SU)的顶部上，所述传感器单元(SU)包括承载图像传感器(IS)的基板(S)和基部(B)，所述基部(B)具有在所述图像传感器(IS)之上的开口(BO)，并且所述开口(BO)与所述致动器单元(AU)的底板(BP)中的开口(BPO)对准，红外截止滤光片(IRF)被布置在所述基部(B)的开口(BO)中。
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